L’après Boson de Higgs

Ce nouveau boson détecté est sans doute le boson de Higgs. Même si ce n’est pas tout à fait le Higgs que les physiciens attendaient, il y ressemble beaucoup. Pour finir cette semaine spéciale boson de Higgs, je republie ici une version augmentée et améliorée de la fin de ce billet qui expliquait un peu ce que cette découverte entraine au point de vue des futurs grands projets de physique des particules.

On a trouvé le Higgs, et après?

En fait, le fait d’avoir « localisé » le Higgs (à 125 GeV) n’a fait que donner le coup d’envoi à son étude et à la validation des mécanismes qu’il engendre. Les physiciens ont du pain sur la planche et cette découverte ne sonne pas du tout le glas de la recherche en physique des particules, au contraire… N’oublions pas qu’en physique, chaque nouvelle « grande » réponse engendre une ribambelle de nouvelles questions !

Extrait de On a « c’est-à-vérifier » trouvé le bison de Higgs. (c) Lison Bernet.

L’avenir du LHC

Le LHC doit poursuivre sa campagne de collisions jusqu’à mars 2013, ce qui permettra encore d’affiner les résultats et de s’assurer que le Higgs colle dans certains modèles ou pas. Ensuite, le CERN va passer un an et demi à consolider le LHC car cet accélérateur de particules fonctionne aujourd’hui à un peu plus de la moitié de sa puissance seulement (mais c’est déjà beaucoup!!).

Il devrait alors repartir à quasiment sa puissance maximale en 2015 pour fournir de nouveaux résultats à des énergies que nous n’avons jamais explorées. Pour faire des mesures plus précises permettant de valider des théories ou pas, il faudra encore faire des milliards de milliards de milliards de collisions car n’oublions pas que le Higgs n’est jamais détecté directement mais par le biais de ses différents modes de désintégrations. Pour montrer que c’est bien le Higgs, il faut montrer que ce ne peut être rien d’autres…

Extrait de On a « c’est-à-vérifier » trouvé le bison de Higgs. (c) Lison Bernet.

Les physiciens et ingénieurs ont quant à eux déjà plusieurs plans d’avenir pour « booster » le LHC et fournir encore plus données qui seront indispensables aux physiciens pour étudier le Higgs:

  • le HL-LHC (High-Luminosity LHC) a déjà été signé pour fonctionné en 2021 : le LHC verra alors sa luminosité multipliée par 5 !  Comprenez ici que le nombre de collisions par seconde sera 5 fois plus grand et que 10 ans plus tard (en 2031), on aura assez de données pour faire des choses précises (3000 femtobarn inverse collectés par expérience pour les spécialistes)
  • le HE-LHC (High Energy LHC) est un projet sur le papier pour l’instant qui permettrait de porter l’énergie de collision à plus du double de la valeur d’aujourd’hui, soit 33 TeV au lieu de 14 TeV pour le LHC (il faudra refaire quasiment toute la machine).
  • le LHeC (Large Hadron-electron Collider) permettrait de faire des collisions proton-électron à 1.3 TeV en mettant un accélérateur d’électrons dans le LHC.

L’après LHC

Le problème est que le LHC est une machine de découverte qui fait beaucoup de collisions entre protons et qui balaye une grande portion d’énergie mais ce n’est pas forcément la meilleure machine pour étudier certains détails du Higgs. La communauté de physique planche désormais plus sérieusement sur l’après-LHC qui permettra d’étudier en détail le Higgs maintenant que nous savons où il se cachait. Ce sera sans doute un accélérateur linéaire d’électrons et de positrons qui ferait plus de 30 kilomètres de long. Actuellement, les deux projets les plus sérieux et avancés sont l’ILC (International Linear Collider) et le CLIC (Compact Linear Collider). L’ILC permettrait des collisions à 1 TeV et serait sans doute aux USA ou au Japon et le CLIC permettrait des collisions à 3 TeV et serait sans doute au CERN à Genève. Ce choix sera sans doute à faire par la communauté internationale dans les 5 prochaines années selon les résultats du LHC.

Affaire à suivre…

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